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Kunststoffe aus Ethen und Ethen-Derivaten

Polyacrylnitril, PAN

Abb.1
Monomer Acrylnitril
Abb.2
Polyacrylnitril

Polyacrylnitril gehört, neben Polyester und Polyamid (z.B. Nylon), zu den drei wichtigsten Synthesefasern.

Meist wird das Monomer Acrylnitril (Abb. 1) mit anderen Monomer-Sorten zusammen polymerisiert. Man spricht dabei von einer Copolymerisation. Polyacrylnitrilfasern mit einem Anteil des Copylmers von bis zu 15 % bezeichnet man immer noch als Polyacrylnitril.Die Fasern zeigen wolleähnliche Eigenschaften, wie eine hohe Wärmeisolierung und werden daher häufig in der Bekleidungsindustrie verwendet (Abb. 4) . Häufige Handelsnamen sind Dolan, Dralon und Orlon.

Außerdem lassen sich Fasern herstellen, die aufgrund ihrer Korrosions- und Temperaturbeständigkeit für Sportgeräte oder im Fahrzeugbau verwendet werden können.

Abb.3
Pullover mit Polyacrylnitril-Anteil
CC 2012 Trillian

Andere Zusammensetzungen

Abb.4
Styrol-Acrylnitril-Copolymer, SAN
SAN ist ein wichtiges Copolymer und enthält meist 38 % Acrylnitril-Bausteine, die im Polymer statistisch verteilt sind. SAN besitzt eine höhere Festigkeit und Kratzfestigkeit als Polystyrol und ist spülmaschinengeeignet. Er wird für Küchengeräte, Salatschüsseln, Mehrweggeschirr aber auch für Schreib- und Zeichengeräte verwendet.
Abb.5
Kanne aus hoch transparentem SAN
Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer, ABS
Ein weiterer wichtiger Kunststoff, der Acrylnitril enthält, ist ABS, aus dem z.B. Gehäuse (Abb. 6) , Motoradhelme oder Lego-Steine (Abb. 8) hergestellt werden.ABS bestehen aus einer Gerüstphase aus Styrol-Acrylnitril-Copolymer, SAN, in der eine elastische Phase aus Homo- oder Copolymeren des Butadiens dispergiert ist. Die zusammenhängende SAN-Matrix sorgt für Steifigkeit und Härte. Die darin eingebettete Kautschukphase ist in der Lage, Stoßenergie aufzunehmen und bewirkt so eine Erhöhung der Schlagzähigkeit.Durch Variation der Mengenverhältnisse der drei Monomere lässt sich ein breites Eigenschaftsspektrum realisieren. Beispielsweise verbessert sich die Chemikalienbeständigkeit mit zunehmendem Gehalt an Acrylnitril-Bausteinen.

ABS werden meist in zwei Schritten hergestellt:

  1. Die Kautschukkomponente (Homo- oder Copolymere des Butadiens) wird zusammen mit monomerem Styrol und Acrylnitril polymerisiert.
  2. Das Pfropfcopolymerisat aus Schritt 1 wird mit getrennt hergestelltem SAN abgemischt.
ABS sind also normalerweise Blends. Wegen der guten Mischbarkeit lassen sich ABS und SAN problemlos verschweißen. Durch Verschweißen kann man z.B. ABS-Gehäuse mit transparenten Fenstern aus SAN versehen.ABS-Kunststoffe sind normalerweise opak, da das Licht an den Phasengrenzen gestreut wird. Es gibt aber auch transparente Sondertypen.1)
Abb.6
Taschenlampe mit Gehäuse aus ABS
Abb.7
Espresso Maschine
Photo by Peter Krimbacher

Obermaterial: ABS; Wassertank: ASA

Abb.8
Lego-Giraffe

Gebrauchstemperaturen

PAN sind teilkristalline Kunststoffe. Reines PAN ist hart und steif. Die Schmelztemperatur von über 300 °C liegt über der Zersetzungstemperatur. Dies wird durch die polaren Nitril-Gruppen bewirkt. Die Kunststoffketten werden somit durch starke Dipol-Dipol-Kräfte angezogen.

Recyclingsymbol für PAN und SAN

Von der Society of Plastics Industry, der International Organization for Standardization (ISO) und dem R3P2 Committee des Institute of Packaging Professionals wurde ein Codierungssystem für Kunststoffe entwickelt. Diese sollen die Abtrennung der Sorten erleichtern.

Für PAN und SAN stehen kein eigenen Symbole zur Verfügung:

Abb.9
Recycling-Symbol für "andere Kunststoffe"
1)Domininghaus, H. (1998): Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften. Springer-Verlag ,
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